JP2013207138A - Thin film transistor manufacturing method and thin film transistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)の製造方法、及び薄膜トランジスタに関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) and a thin film transistor.
樹脂フィルム基材の一方の面にゲート電極を形成し、当該樹脂フィルム基材の他方の面にソース電極、ドレイン電極、及び半導体層を形成した薄膜トランジスタが知られており(例えば特許文献1参照)、この薄膜トランジスタでは、樹脂フィルム基材自体をゲート絶縁膜として利用している。 A thin film transistor is known in which a gate electrode is formed on one surface of a resin film substrate, and a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer are formed on the other surface of the resin film substrate (see, for example, Patent Document 1). In this thin film transistor, the resin film substrate itself is used as a gate insulating film.
上記の薄膜トランジスタでは、ゲート絶縁膜の膜厚が樹脂フィルム基材自体の厚さによって一義的に決まってしまう。一般的に、薄膜トランジスタを好適に動作させるためには、ゲート絶縁膜の厚さを1μm程度或いはそれ以下とする必要がある。しかしながら、その程度の厚さの樹脂フィルム基材を用いると、取扱い容易性が損なわれてしまい、薄膜トランジスタを形成するのが困難となる。一方、厚い樹脂フィルム基材を用いると薄膜トランジスタの駆動電圧が大きくなってしまうという問題があった。 In the above thin film transistor, the thickness of the gate insulating film is uniquely determined by the thickness of the resin film substrate itself. In general, in order for the thin film transistor to operate properly, the thickness of the gate insulating film needs to be about 1 μm or less. However, when a resin film substrate having such a thickness is used, the ease of handling is impaired, and it becomes difficult to form a thin film transistor. On the other hand, when a thick resin film substrate is used, there is a problem that the driving voltage of the thin film transistor becomes large.
本発明が解決しようとする課題は、取扱い容易性の低下を防止しつつ、駆動電圧の増加を抑制することが可能な薄膜トランジスタの製造方法及び薄膜トランジスタを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor and a thin film transistor capable of suppressing an increase in driving voltage while preventing a decrease in ease of handling.
[1]本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基板の第1の主面に一対の第1の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第1の工程と、前記絶縁性基板において前記第1の主面とは反対側の第2の主面に第2の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第2の工程と、一方の前記第1の凹部内にソース電極を形成すると共に、他方の前記第1の凹部内にドレイン電極を形成する第3の工程と、前記第2の凹部内にゲート電極を形成する第4の工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のそれぞれと部分的に重なるように半導体層を前記第1の主面上に形成する第5の工程と、を備えたことを特徴とする。 [1] A method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes: a first step of forming a pair of first recesses on a first main surface of an insulating substrate using at least an imprint method; A second step of forming a second recess at least on the second main surface opposite to the first main surface by using an imprint method; and forming a source electrode in one of the first recesses And a third step of forming a drain electrode in the other first recess, a fourth step of forming a gate electrode in the second recess, and each of the source electrode and the drain electrode. And a fifth step of forming a semiconductor layer on the first main surface so as to partially overlap with the first main surface.
なお、上記発明において、第1の工程と第2の工程を同時に実行してもよいし、第3の工程と第4の工程を同時に実行してもよい。また、第1の工程の後に第3の工程と第5の工程を実行し、第2の工程の後に第4の工程を実行するのであれば、これらの順序は特に限定されない。 In the above invention, the first step and the second step may be performed simultaneously, or the third step and the fourth step may be performed simultaneously. In addition, the order of these steps is not particularly limited as long as the third step and the fifth step are executed after the first step, and the fourth step is executed after the second step.
[2]上記発明において、前記第3の工程は、前記ソース電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ソース電極を形成することと、前記ドレイン電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ドレイン電極を形成することと、を含み、前記4の工程は、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ゲート電極を形成することを含んでもよい。 [2] In the above invention, in the third step, the source electrode is formed so that a surface of the source electrode is substantially flush with the first main surface, and the drain Forming the drain electrode such that the surface of the electrode is substantially coplanar with the first main surface, and the step (4) includes forming the surface of the gate electrode as the second surface. Forming the gate electrode so as to be substantially coplanar with the main surface.
[3]本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基板の第1の主面に第1の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第1の工程と、前記絶縁性基板において前記第1の主面とは反対側の第2の主面に第2の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第2の工程と、前記第1の凹部内に半導体層を形成する第3の工程と、前記半導体層と部分的に重なるようにソース電極を前記第1の主面上に形成すると共に、前記半導体層と部分的に重なるようにドレイン電極を前記第1の主面上に形成する第4の工程と、前記第2の凹部内にゲート電極を形成する第5の工程と、を備えたことを特徴とする。 [3] A method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes a first step of forming a first recess on a first main surface of an insulating substrate using at least an imprint method, and the first step in the insulating substrate. A second step of forming a second recess at least on the second main surface opposite to the first main surface by using an imprint method; and a third step of forming a semiconductor layer in the first recess. Forming a source electrode on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer, and forming a drain electrode on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer And a fifth step of forming a gate electrode in the second recess.
なお、上記発明において、第1の工程と第2の工程を同時に実行してもよいし、第4の工程と第5の工程を同時に実行してもよい。また、第1の工程の後に第3の工程と第4の工程を実行し、第2の工程の後に第5の工程を実行するのであれば、これらの順序は特に限定されない。 In the above invention, the first step and the second step may be performed simultaneously, or the fourth step and the fifth step may be performed simultaneously. In addition, the order of these steps is not particularly limited as long as the third step and the fourth step are performed after the first step and the fifth step is performed after the second step.
[4]上記発明において、前記第3の工程は、前記半導体層の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記半導体層を形成することを含み、前記第5の工程は、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ゲート電極を形成することを含んでもよい。 [4] In the above invention, the third step includes forming the semiconductor layer such that a surface of the semiconductor layer is located substantially on the same plane as the first main surface, The fifth step may include forming the gate electrode such that the surface of the gate electrode is substantially flush with the second main surface.
[5]本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、幅狭部及び幅広部を有する第1の凹部を絶縁性基板の第1の主面に少なくともインプリント法を用いて形成する第1の工程と、前記絶縁性基板において前記第1の主面とは反対側の第2の主面に第2の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第2の工程と、前記幅狭部内に半導体層を形成する第3の工程と、前記半導体層と部分的に重なるようにソース電極を前記幅広部内に形成すると共に、前記半導体層と部分的に重なるようにドレイン電極を前記幅広部内に形成する第4の工程と、前記第2の凹部内にゲート電極を形成する第5の工程と、を備えたことを特徴とする。 [5] A method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes a first step of forming a first recess having a narrow portion and a wide portion on the first main surface of the insulating substrate using at least an imprint method. A second step of forming a second concave portion on the second main surface opposite to the first main surface of the insulating substrate by using at least an imprint method; and a semiconductor layer in the narrow portion. And forming a source electrode in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer, and forming a drain electrode in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer. 4 and a fifth step of forming a gate electrode in the second recess.
なお、上記発明において、第1の工程と第2の工程を同時に実行してもよいし、第4の工程と第5の工程を同時に実行してもよい。また、第1の工程の後に第3の工程と第4の工程を実行し、第2の工程の後に第5の工程を実行するのであれば、これらの順序は特に限定されない。 In the above invention, the first step and the second step may be performed simultaneously, or the fourth step and the fifth step may be performed simultaneously. In addition, the order of these steps is not particularly limited as long as the third step and the fourth step are performed after the first step and the fifth step is performed after the second step.
[6]上記発明において、前記第4の工程は、前記ソース電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ソース電極を形成することと、前記ドレイン電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ドレイン電極を形成することと、を含み、前記第5の工程は、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ゲート電極を形成することを含んでもよい。 [6] In the above invention, in the fourth step, the source electrode is formed so that a surface of the source electrode is substantially flush with the first main surface; and the drain Forming the drain electrode such that the surface of the electrode is substantially coplanar with the first main surface, and the fifth step includes the step of the surface of the gate electrode being the first surface. Forming the gate electrode so as to be substantially coplanar with the two main surfaces.
[7]本発明に係る薄膜トランジスタは、第1の凹部が形成された第1の主面と、前記第1の主面の反対側に位置し、第2の凹部が形成された第2の主面と、を有する絶縁性基板と、前記第1の凹部内に形成された半導体層と、前記半導体層と部分的に重なるように前記第1の主面上に形成されたソース電極と、前記半導体層と部分的に重なるように前記第1の主面上に形成されたドレイン電極と、前記第2の凹部内に形成されたゲート電極と、を備えたことを特徴とする。 [7] The thin film transistor according to the present invention is located on the opposite side of the first main surface where the first recess is formed and the second main portion where the second recess is formed. An insulating substrate having a surface; a semiconductor layer formed in the first recess; a source electrode formed on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer; A drain electrode formed on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer, and a gate electrode formed in the second recess are provided.
[8]上記発明において、前記半導体層の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置しており、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置していてもよい。 [8] In the above invention, the surface of the semiconductor layer is located substantially on the same plane as the first main surface, and the surface of the gate electrode is substantially coplanar with the second main surface. It may be located above.
[9]本発明に係る薄膜トランジスタは、幅狭部及び幅広部を有する第1の凹部が形成された第1の主面と、前記第1の主面の反対側に位置し、第2の凹部が形成された第2の主面と、を有する絶縁性基板と、前記幅狭部内に形成された半導体層と、前記半導体層と部分的に重なるように前記幅広部に形成されたソース電極と、前記半導体層と部分的に重なるように前記幅広部に形成されたドレイン電極と、前記第2の凹部内に形成されたゲート電極と、を備えたことを特徴とする。 [9] A thin film transistor according to the present invention includes a first main surface on which a first concave portion having a narrow portion and a wide portion is formed, and a second concave portion located on the opposite side of the first main surface. An insulating substrate having a second main surface on which is formed; a semiconductor layer formed in the narrow portion; and a source electrode formed in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer; A drain electrode formed in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer, and a gate electrode formed in the second recess are provided.
[10]上記発明において、前記ソース電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置しており、前記ドレイン電極の表面も前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置しており、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置していてもよい。 [10] In the above invention, the surface of the source electrode is located substantially on the same plane as the first main surface, and the surface of the drain electrode is also substantially flush with the first main surface. The surface of the gate electrode may be located substantially on the same plane as the second main surface.
本発明によれば、絶縁性基材を厚くしても、当該絶縁性基材に形成された第1の凹部や第2の凹部の深さによって駆動電圧を制御することができるので、薄膜トランジスタの取扱い容易性の低下を防止しつつ駆動電圧の増加を抑制することができる。 According to the present invention, the driving voltage can be controlled by the depth of the first recess and the second recess formed in the insulating substrate even if the insulating substrate is thickened. An increase in driving voltage can be suppressed while preventing a decrease in ease of handling.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<<第1実施形態>>
図1は本発明の第1実施形態における薄膜トランジスタの構成を示す断面図である。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film transistor according to the first embodiment of the present invention.
先ず、本発明の第1実施形態における薄膜トランジスタ(以下単にTFTと称する。)10Aについて図1を参照しながら説明する。 First, a thin film transistor (hereinafter simply referred to as TFT) 10A according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態におけるTFT10Aは、図1に示すように、ゲート絶縁膜として機能する樹脂基板20Aと、この樹脂基板20Aの両面21,22にそれぞれ形成された機能性層31〜34と、を備えた所謂ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタである。このTFT10Aは、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、PDA(Personal Digital Assistant)、薄型ディスプレイ、電子ペーパ等の電子デバイスや圧力センサ等の各種センサ等に用いることができる。
As shown in FIG. 1, the TFT 10 </ b> A in this embodiment includes a resin substrate 20 </ b> A that functions as a gate insulating film, and
樹脂基板20Aは、例えば10〜25[μm]程度の厚さを有すると共に電気絶縁性を有するフレキシブルなフィルムである。この樹脂基板20Aは、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂から構成されており、具体的には、液晶ポリマ(LCP)、熱可塑性ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ビスマレイミドトリアジン(BT)、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂等を例示することができる。本実施形態における樹脂基板20Aが、本発明における絶縁性基板の一例に相当する。
The
この樹脂基板20Aは、一対の第1の凹部211,212が形成された上面21と、第2の凹部221が形成された下面22と、を有している。本実施形態における樹脂基板20Aの上面21が本発明における絶縁性基板の第1の主面の一例に相当し、本実施形態における樹脂基板20Aの下面22が本発明における絶縁性基板の第2の主面の一例に相当する。
This
樹脂基板20Aの一方(図中の左側)の第1の凹部211には、ソース電極31が埋め込まれており、同図に示すように、このソース電極31の表面311が、樹脂基板20Aの上面21と実質的に同一平面上に位置している。なお、TFT10Aが正常に動作するのであれば、ソース電極31の表面311が第1の凹部211内に位置していてもよいし、或いは、ソース電極31の表面311が第1の凹部211からはみ出していてもよい。
The
このソース電極31は、例えば、金(Au)や銀(Ag)等のナノ金属粒子を含有した導電性インクを第1の凹部211内に印刷することで形成されている。なお、導電性インクに代えて、金(Au)、銀(Ag)、カーボン(C)等を含有した導電性ペースト、有機金属化合物をペースト化した有機レジネート、或いは、PEDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)等の有機導電材料等を用いて、このソース電極31を形成してもよい。
The
また、印刷法に代えて、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着法(CVD(Chemical Vapor Deposition)法)、無電解めっき法、電解めっき法、或いはそれらを組み合わせた方法等によって、ソース電極31を形成してもよい。この場合には、ソース電極31を構成する材料として、例えば、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、錫(Sn)、タンタル(Ta)、又はこれらを少なくとも一つ含む合金等を例示することできる。
Further, instead of the printing method, the
同様に、樹脂基板20Aの他方(図中の右側)の第1の凹部212には、ドレイン電極32が埋め込まれており、同図に示すように、このドレイン電極32の表面321が、樹脂基板20Aの上面21と実質的に同一平面上に位置している。このドレイン電極32は、ソース電極31と同様の材料及び製法で形成されている。なお、TFT10Aが正常に動作するのであれば、ドレイン電極32の表面321が第1の凹部212内に位置していてもよいし、或いは、ドレイン電極32の表面321が第1の凹部212からはみ出していてもよい。
Similarly, the
このように、本実施形態では、ソース電極31及びドレイン電極32を第1の凹部211,212内にそれぞれ形成することで、TFT10Aの薄化を図ることができる。
Thus, in this embodiment, the
また、ソース電極31及びドレイン電極32を第1の凹部211,212内にそれぞれ形成することで、ソース電極31及びドレイン電極32のパターン形状を高精細に形成することができ、所望のチャネル長(ソース電極31とドレイン電極32の間の距離)を得ることもできる。
Further, by forming the
さらに、印刷法によってソース電極31及びドレイン電極32を形成する場合には、第1の凹部211,212によってインクのぬれ広がりを抑制し、ソース電極31とドレイン電極32とが短絡することを防止することができる。
Further, when the
有機半導体層(OSC:Organic Semiconductor)34は、図1に示すように、ソース電極31と部分的に重なると共にドレイン電極32とも部分的に重なるように、樹脂基板20Aの上面21上に形成されており、ソース電極31とドレイン電極32とを電気的に接続している。本実施形態における有機半導体層34が、本発明における半導体層の一例に相当する。
As shown in FIG. 1, the organic semiconductor layer (OSC: Organic Semiconductor) 34 is formed on the
ここで、本実施形態では、上述のように、ソース電極31やドレイン電極32の表面311,321が樹脂基板20Aの上面21と実質的に同一平面上に位置しているので、有機半導体層34をソース電極31やドレイン電極32に重ね易くなっており、TFT10Aの薄化が図られている。
Here, in the present embodiment, as described above, the
有機半導体層34を構成する材料としては、例えば、P3HT(poly-(3-hexylthiophene))やF8T2(poly(9,9-dioctylfluorene-co-bithiophene))等のポリチオフェン等の高分子材料、ペンタセン等の低分子材料、或いは、半導体特性を有するカーボンナノチューブやフラーレン等の炭素化合物を例示することができる。
Examples of the material constituting the
一方、樹脂基板20Aの第2の凹部221には、ゲート電極33が埋め込まれており、同図に示すように、このゲート電極33の表面331が、樹脂基板20Aの下面22と実質的に同一平面上に位置している。このゲート電極33も、上述のソース電極31やドレイン電極32と同様の材料及び製法で形成されている。なお、TFT10Aが正常に動作するのであれば、ゲート電極33の表面331が第2の凹部221内に位置していてもよいし、或いは、ゲート電極33の表面331が第2の凹部221からはみ出していてもよい。
On the other hand, a
本実施形態では、樹脂基板20Aをゲート絶縁膜として利用すると共に、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成するので、第2の凹部221の深さh1によって、樹脂基板20Aにおいてゲート絶縁膜として機能する部分(樹脂基板20Aにおいて有機半導体層34とゲート電極33との間に位置する部分)の厚さh0を制御することができる。また、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成することで、TFT10Aの薄化を図ることもできる。
In this embodiment, the use of the
次に、本発明の第1実施形態におけるTFT10Aの製造方法について、図2及び図3を参照しながら説明する。
Next, a manufacturing method of the
図2は本発明の第1実施形態におけるTFTの製造方法を示すフローチャート、図3(a)〜図3(c)は図2の各ステップにおけるTFTの断面図であり、図3(a)は図2のステップS11におけるTFTの断面図、図3(b)は図2のステップS12におけるTFTの断面図、図3(c)は図2のステップS13におけるTFTの断面図である。 FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing a TFT according to the first embodiment of the present invention, FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views of the TFT in each step of FIG. 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the TFT in step S11, FIG. 3B is a cross-sectional view of the TFT in step S12 of FIG. 2, and FIG. 3C is a cross-sectional view of the TFT in step S13 of FIG.
先ず、図2のステップS11において、図3(a)に示すように、インプリントモールド51A,52を用いて、熱インプリント法によって樹脂基板20Aの両面21,22に第1の凹部211,212及び第2の凹部221をそれぞれ形成する。すなわち、インプリントモールド51A,52及び樹脂基板20Aを所定温度(樹脂基板20Aを構成する材料のガラス転移点よりも高い温度、例えば150℃〜250℃)に加熱した状態で、樹脂基板20Aの両面21,22にインプリントモールド51A,52を押し付けて、インプリントモールド51A,52の凸部511,512,521の形状を樹脂基板20Aに転写することで、凹部211,212,221を形成する。因みに、凹部211,212の深さは、例えば1μm〜30μm程度である。
First, in step S11 of FIG. 2, as shown in FIG. 3A,
なお、必要に応じて、インプリント前にブラシ洗浄や超音波洗浄等によって樹脂基板20Aを洗浄したり、インプリント後に溶媒を用いて凹部211,212,221内を洗浄してもよい。
If necessary, the
このステップS11で使用する上側モールド51Aは、例えば、シリコン(Si)、石英(SiO2)、シリコンカーバイト(SiC)、グラッシーカーボン(GC)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、タンタル(Ta)等から構成されており、第1の凹部211,212に対応する凸部511,512を有している。一方、下側モールド52も、上側モールド51Aを構成する材料と同様の材料から構成されており、第2の凹部221に対応する凸部521を有している。
The
本実施形態では、熱インプリント法によって樹脂基板20Aに凹部211,212,221を形成するので、樹脂基板20Aにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0(図1参照)を、例えば1[μm]以下まで薄くすることができる。
In this embodiment, since the
なお、熱インプリント法に代えて、UVインプリント法によって、樹脂基板20Aに凹部211,212,221を形成してもよい。熱インプリント法やUVインプリント法を用いることで、樹脂基板20Aの厚さに依存せずに、樹脂基板20Aにおいてゲート絶縁膜として機能する部分を所望の厚さに形成することができる。
Note that the
また、樹脂基板20Aは、図2のステップS10に先立って射出成型法によって形成されているが、この製法では均一な厚さの樹脂基板20Aを得ることは困難であり、樹脂基板20Aには厚さバラツキが生じている。このように樹脂基板20Aの元の厚さが不均一であっても、インプリント法を用いて第1の凹部211,212及び第2の凹部221を形成すれば、所望の厚さのゲート絶縁膜を安定的に形成することができる。
In addition, the
因みに、エッチング法、射出成型法、サンドブラスト法では、樹脂基板の厚さを1[μm]以下に加工又は成形することは困難である。また、上述のように樹脂基板の元の厚さが不均一である場合には、エッチング法やサンドブラスト法では、ゲート絶縁膜として機能する部分の厚さを高精度に制御して形成することが難しい。結果的に、ゲート絶縁膜が厚くなってTFTの駆動電圧が大きくなってしまったり、ゲート絶縁膜の厚さが不均一となってTFTの動作が不安定になったりする。 Incidentally, it is difficult to process or mold the thickness of the resin substrate to 1 [μm] or less by the etching method, the injection molding method, and the sandblasting method. In addition, when the original thickness of the resin substrate is not uniform as described above, the thickness of the portion functioning as the gate insulating film can be controlled with high accuracy by the etching method or the sandblast method. difficult. As a result, the gate insulating film becomes thick and the driving voltage of the TFT becomes large, or the thickness of the gate insulating film becomes non-uniform and the operation of the TFT becomes unstable.
なお、本実施形態では、樹脂基板20Aの両面21,22に全ての凹部211,212,221を同時に形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、上側モールド51Aによって樹脂基板20Aの上面21に第1の凹部211,212を形成した後に、下側のモールド52によって樹脂基板20Aの下面22に第2の凹部221を形成してもよい。或いは、樹脂基板20Aの上面21の2つの凹部211,212を別々のモールドで形成してもよい。
In the present embodiment, all the
また、本実施形態では、インプリント法のみを用いて第1の凹部211,212及び第2の凹部221を形成しているが、特にこれに限定されず、インプリント法に加えて他の方法を併用して、第1の凹部211,212及び第2の凹部221を形成してもよい。
In the present embodiment, the
例えば、エッチング法やサンドブラスト法と、インプリント法とを組み合わせて、第1の凹部211,212及び第2の凹部221を形成してもよい。具体的には、先ずエッチング法やサンドブラスト法を用いて浅い凹部を予め形成し、次いでインプリント法を用いて第1の凹部211,212及び第2の凹部221を完成させてもよい。樹脂基板20Aにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を高精度に制御する必要があるため、最後にインプリント法を用いて第1の凹部211,212及び第2の凹部221を完成させることが好ましい。
For example, the
次いで、図2のステップS12において、図3(b)に示すように、印刷版61,62を用いてフレキソ印刷によって樹脂基板20Aに導電性インク63を印刷することで、樹脂基板20Aの第1の凹部211,212内にソース電極31及びドレイン電極32を形成すると共に、当該樹脂基板20Aの第2の凹部221内にゲート電極33を形成する。
Next, in step S12 of FIG. 2, as shown in FIG. 3B, the
具体的には、上側の印刷版61の凸部611,612に付着した導電性インク63を樹脂基板20Aの第1の凹部211,212に転写すると共に、下側の印刷版62の凸部621に付着した導電性インク63を樹脂基板20Aの第2の凹部221に転写した後に、当該転写された導電性インク63をキュアさせることで、全ての電極31〜33を同時に形成する。
Specifically, the
なお、本実施形態では、フレキソ印刷によって導電性インク63を樹脂基板20Aに印刷しているが、特にこれに限定されない。フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット法、スクリーン印刷等の他の印刷法によって、樹脂基板20Aに導電性インクを印刷してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、樹脂基板20Aの全ての電極31〜33を同時に形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、上側の印刷版61によってソース電極31とドレイン電極32を印刷した後に、下側の印刷版62によってゲート電極33を印刷してもよい。或いは、ソース電極31とドレイン電極32を別々の印刷版で印刷してもよい。
Moreover, in this embodiment, although all the electrodes 31-33 of 20 A of resin substrates are formed simultaneously, it is not specifically limited to this. For example, after the
また、本実施形態では、印刷法を用いて電極31〜33を形成したが、特にこれに限定されない。例えば、印刷法に代えて、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法)、無電解めっき法、或いは電解めっき法、またはそれらの手法の組み合わせによって樹脂基板の全面に導電層を形成した後に、フォトリソグラフィ及びエッチングによって当該導電層を加工することで、電極31〜33を形成してもよい。或いは、樹脂基板上にレジストパターンを形成した後に、スパッタリング等を行うことで、電極31〜33を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the electrodes 31-33 were formed using the printing method, it is not limited to this in particular. For example, instead of the printing method, a conductive layer was formed on the entire surface of the resin substrate by sputtering, vacuum deposition, chemical vapor deposition (CVD), electroless plating, electroplating, or a combination thereof. The
また、必要に応じて、電極31〜33の形成後に、樹脂基板20Aの両面21,22を洗浄したり研磨してもよい。具体的な研磨方法としては、例えば、テープ研磨、CMP(Chemical Mechanical Polishing)、エッチング等を例示することができる。樹脂基板20Aの両面21,22を研磨することによって、TFT10Aの薄化や平坦化を図ることができる。また、電極31,32を形成した後に、樹脂基板20Aの他方の面21を研磨することによって、電極31,32の表面が清浄化され、電極31,32と有機半導体層34との接合強度が向上する。
Moreover, you may wash | clean or grind both
次いで、図2のステップS13において、図3(c)に示すように、インク化した有機半導体材料72を印刷版71を用いてフレキソ印刷によって樹脂基板20Aに印刷した後に、当該有機半導体材料72をキュアさせることで、樹脂基板20Aの上面21に有機半導体層34を形成する。この際、ソース電極31と部分的に重なると共にドレイン電極32とも部分的に重なるように、有機半導体材料72を樹脂基板20Aの上面21に印刷する。
Next, in step S13 of FIG. 2, as shown in FIG. 3C, after the
なお、樹脂基板20Aに有機半導体材料72を印刷する前に、樹脂基板20Aの上面21の印刷箇所に自己組織化単分子膜(SAM:Self-Assembled Monolayer)を形成してもよい。また、有機半導体層34におけるソース電極31やドレイン電極32との接触界面にドーピング層を形成してもよい。さらに、有機半導体層34を含めた樹脂基板20Aの上面21全体、或いは、有機半導体層34のみを覆う保護層(例えば、SiNx膜等)を形成してもよい。
Note that, before printing the
また、本実施形態では、フレキソ印刷によって有機半導体材料72を樹脂基板20Aに印刷しているが、特にこれに限定されない。フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等の他の印刷法によって、樹脂基板20Aに有機半導体材料を印刷してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the organic-
また、本実施形態では、印刷法を用いて有機半導体層34を形成したが、特にこれに限定されない。例えば、印刷法に代えて、真空蒸着法、スピン塗布法、スパッタリング法、化学蒸着法(CVD法)等を用いて、有機半導体層34を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the organic-
以上のように、本実施形態では、樹脂基板20Aをゲート絶縁膜として利用すると共に、樹脂基板20Aに形成された第2の凹部221内にゲート電極33を形成する。このため、樹脂基板20Aを厚くしても、樹脂基板20Aにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0によって、TFT10Aの駆動電圧を制御することができるので、TFT10Aの取扱い容易性の低下を防止しつつ駆動電圧の増加を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、TFT10Aの製造手順は上記に特に限定されない。例えば、樹脂基板20Aに第1の凹部211,212を形成し、ソース電極31とドレイン電極32を形成した後に、樹脂基板20Aに第2の凹部221を形成し、ゲート電極33を形成してもよい。或いは、有機半導体層34を形成した後に、樹脂基板20Aに第2の凹部221を形成し、ゲート電極33を形成してもよい。或いは、ゲート電極33を形成した後に、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34を形成してもよい。
The manufacturing procedure of the
本実施形態における図2のステップS11が本発明における第1〜第2の工程の一例に相当し、本実施形態における図2のステップS12が本発明における第3〜第4の工程の一例に相当し、本実施形態における図2のステップS13が本発明における第5の工程の一例に相当する。 Step S11 in FIG. 2 in the present embodiment corresponds to an example of the first to second steps in the present invention, and step S12 in FIG. 2 in the present embodiment corresponds to an example of the third to fourth steps in the present invention. And step S13 of Drawing 2 in this embodiment is equivalent to an example of the 5th process in the present invention.
<<第2実施形態>>
図4は本発明の第2実施形態における薄膜トランジスタの構成を示す断面図である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film transistor according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態におけるTFT10Bは、ソース電極31及びドレイン電極32と、有機半導体層34との位置関係が第1実施形態と相違するが、それ以外の構成は第1実施形態と同様である。以下に、第2実施形態におけるTFT10Bについて第1実施形態との相違点についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付して説明を省略する。
The
本実施形態におけるTFT10Bは、図4に示すように、樹脂基板20Bと、この樹脂基板20Bに形成された機能性層31〜34と、を備えた所謂トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタである。
As shown in FIG. 4, the
樹脂基板20Bは、第1実施形態の樹脂基板20Aと同様のフィルムであり、その下面22に第2の凹部221が形成されている点で第1実施形態と同じであるが、その上面21に第1の凹部213が一つ形成されている点で第1実施形態と相違する。この第1の凹部213は、樹脂基板20Bの法線方向(図4におけるZ方向)から見て第2の凹部221とオーバーラップしている。
The
本実施形態では、樹脂基板20Bの第1の凹部213には、有機半導体層34が埋め込まれており、同図に示すように、この有機半導体層34の表面341が、樹脂基板20Bの上面21と実質的に同一平面上に位置している。なお、TFT10Bが正常に動作するのであれば、有機半導体層34の表面341が第1の凹部213内に位置してもよいし、或いは、有機半導体層34の表面341が第1の凹部213からはみ出していてもよい。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態では、有機半導体層34を第1の凹部213内に形成することで、TFT10Bの薄化が図られている。
As described above, in the present embodiment, the
ソース電極31は、図4に示すように、有機半導体層34と部分的に重なるように、樹脂基板20Bの上面21上に形成されている。同様に、ドレイン電極32も、有機半導体層34と部分的に重なるように、樹脂基板20Bの上面21に形成されている。なお、ソース電極31とドレイン電極32は、樹脂基板2bの上面21上において所定距離離れて形成されており、有機半導体層34を介して電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
ここで、本実施形態では、上述のように、有機半導体層34の表面341が樹脂基板20Bの上面21と実質的に同一平面上に位置しているので、ソース電極31やドレイン電極32に段差が形成されない。このため、ソース電極31やドレイン電極32の断線が抑制されるので、TFT10Bの信頼性向上を図ることができる。
Here, in the present embodiment, as described above, the
また、有機半導体層34の表面341が樹脂基板20Bの上面21と実質的に同一平面上に位置していることで、ソース電極31やドレイン電極32を重ね易くなっており、TFT10Bの薄化を図ることもできる。
Further, since the
一方、樹脂基板20Bの第2の凹部221には、第1実施形態と同様に、ゲート電極33が埋め込まれており、同図に示すように、このゲート電極33の表面331が、樹脂基板20Bの下面22と実質的に同一平面上に位置している。なお、TFT10Bが正常に動作するのであれば、ゲート電極33の表面331が第2の凹部221内に位置していてもよいし、或いは、ゲート電極33の表面331が第2の凹部221からはみ出していてもよい。
On the other hand, a
本実施形態では、樹脂基板20Bをゲート絶縁膜として利用し、且つ、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成すると共に、有機半導体層34を第1の凹部213内に形成する。このため、第2の凹部221の深さh1と第1の凹部213の深さh2によって、樹脂基板20Bにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を制御することができる。また、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成することで、TFT10Bの薄化を図ることもできる。
In the present embodiment, the resin substrate 20 </ b> B is used as a gate insulating film, the
次に、本発明の第2実施形態におけるTFT10Bの製造方法について、図5及び図6を参照しながら説明する。
Next, a manufacturing method of the
図5は本発明の第2実施形態におけるTFTの製造方法を示すフローチャート、図6(a)〜図6(c)は図5の各ステップにおけるTFTの断面図であり、図6(a)は図5のステップS21におけるTFTの断面図、図6(b)は図5のステップS22におけるTFTの断面図、図6(c)は図5のステップS23におけるTFTの断面図である。 FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing method of a TFT according to the second embodiment of the present invention, FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views of the TFT in each step of FIG. 5, and FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view of the TFT in step S22 of FIG. 5, and FIG. 6C is a cross-sectional view of the TFT in step S23 of FIG.
先ず、図5のステップS21において、図6(a)に示すように、インプリントモールド51B,52を用いて、熱インプリント法によって樹脂基板20Bの両面21,22に第1の凹部213及び第2の凹部221をそれぞれ形成する。本実施形態で使用する上側モールド51Bは、第1の凹部213に対応する凸部513を一つのみ有している。
First, in step S21 of FIG. 5, as shown in FIG. 6A, the
本実施形態では、熱インプリント法によって樹脂基板20Bに凹部213,221を形成するので、樹脂基板20Bにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を、例えば1[μm]以下まで薄くすることができる。なお、熱インプリント法に代えて、UVインプリント法によって、樹脂基板20Bに凹部213,221を形成してもよい。
In the present embodiment, since the
なお、本実施形態では、樹脂基板20Bの両面21,22に全ての凹部213,221を同時に形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、上側モールド51Bによって樹脂基板20Bの上面21に第1の凹部213を形成した後に、下側のモールド52によって樹脂基板20Bの下面22に第2の凹部221を形成してもよい。
In the present embodiment, all the
また、本実施形態では、インプリント法のみを用いて第1の凹部213及び第2の凹部221を形成しているが、特にこれに限定されず、インプリント法に加えて他の方法を併用して、第1の凹部213及び第2の凹部221を形成してもよい。
In the present embodiment, the
例えば、エッチング法やサンドブラスト法と、インプリント法とを組み合わせて、第1の凹部213及び第2の凹部221を形成してもよい。具体的には、先ずエッチング法やサンドブラスト法を用いて浅い凹部を予め形成し、次いでインプリント法を用いて第1の凹部213及び第2の凹部221を完成させてもよい。樹脂基板20Bにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を高精度に制御する必要があるため、最後にインプリント法を用いて第1の凹部213及び第2の凹部221を完成させることが好ましい。
For example, the
次いで、図5のステップS22において、図6(b)に示すように、インク化した有機半導体材料72を印刷版71を用いてフレキソ印刷によって樹脂基板20Bに印刷した後に、当該有機半導体材料72をキュアさせることで、第1の凹部213内に有機半導体層34を形成する。
Next, in step S22 of FIG. 5, as shown in FIG. 6B, the
なお、樹脂基板20Bに有機半導体材料72を印刷する前に、第1の凹部213の底面に自己組織化単分子膜を形成してもよい。また、有機半導体層34におけるソース電極31やドレイン電極32との接触界面にドーピング層を形成してもよい。
Note that a self-assembled monolayer may be formed on the bottom surface of the
また、本実施形態では、フレキソ印刷によって有機半導体材料72を樹脂基板20Bに印刷するが、特にこれに限定されない。フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等の他の印刷法によって、樹脂基板20Bに有機半導体材料72を印刷してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the organic-
また、本実施形態では、印刷法を用いて有機半導体層34を形成したが、特にこれに限定されない。例えば、印刷法に代えて、真空蒸着法、スピン塗布法、スパッタリング法、化学蒸着法(CVD法)等を用いて、有機半導体層34を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the organic-
また、必要に応じて、有機半導体層34の形成後に、樹脂基板20Bの上面21を洗浄したり研磨してもよい。具体的な研磨方法としては、例えば、テープ研磨、CMP、エッチング等を例示することができる。樹脂基板20Bの上面21を研磨することによって、TFT10Bの薄化や平坦化を図ることができる。また、有機半導体層34を形成した後に、樹脂基板20Bの他方の面21を研磨することによって、有機半導体層34の表面が清浄化され、有機半導体層34とソース電極31及びドレイン電極32との接合強度が向上する。
If necessary, the
次いで、図5のステップS23において、図6(c)に示すように、印刷版61,62を用いてフレキソ印刷によって樹脂基板20Bに導電性インク63を印刷することで、樹脂基板20Bの上面21にソース電極31及びドレイン電極32を形成すると共に、当該樹脂基板20Bの第2の凹部221内にゲート電極33を形成する。
Next, in step S23 of FIG. 5, as shown in FIG. 6C, the
具体的には、上側の印刷版61の凸部611,612に付着した導電性インク63を樹脂基板20Bの上面21に転写すると共に、下側の印刷版62の凸部621に付着した導電性インク63を樹脂基板20Bの第2の凹部221に転写した後に、当該転写された導電性インク63をキュアさせることで、全ての電極31〜33を同時に形成する。この際、ソース電極31及びドレイン電極32が有機半導体層34とそれぞれ部分的に重なるように、導電性インク63を樹脂基板20Bの上面21に印刷する。
Specifically, the
なお、本実施形態では、フレキソ印刷によって導電性インク63を樹脂基板20Bに印刷しているが、特にこれに限定されない。フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等の他の印刷法によって、樹脂基板20Bに導電性インクを印刷してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、樹脂基板20Bの全ての電極3〜33を同時に形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、上側の印刷版61によってソース電極31とドレイン電極32を印刷した後に、下側の印刷版62によってゲート電極33を印刷してもよい。或いは、ソース電極31とドレイン電極32を別々の印刷版で印刷してもよい。
Moreover, in this embodiment, although all the electrodes 3-33 of the
また、本実施形態では、印刷法を用いて電極31〜33を形成したが、特にこれに限定されない。例えば、印刷法に代えて、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法)、無電解めっき法、或いは電解めっき法、またはそれらの手法を組み合わせることによって電極31〜33を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the electrodes 31-33 were formed using the printing method, it is not limited to this in particular. For example, instead of the printing method, the
また、必要に応じて、ゲート電極33の形成後に、樹脂基板20Bの下面22を洗浄したり研磨してもよい。また、ソース電極31及びドレイン電極32を含めた樹脂基板20Bの上面21全体、或いは、ソース電極31及びドレイン電極32のみを覆う保護層を形成してもよい。
If necessary, the
以上のように、本実施形態では、樹脂基板20Bをゲート絶縁膜として利用し、且つ、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成すると共に、有機半導体層34を第1の凹部213内に形成する。このため、樹脂基板20Bを厚くしても、樹脂基板20Bにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0によって、TFT10Bの駆動電圧を制御することができるので、TFT10Bの取扱い容易性の低下を防止しつつ駆動電圧の増加を抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the
なお、TFT10Bの製造手順は上記に特に限定されない。例えば、有機半導体層34を形成した後に、樹脂基板20Bに第2の凹部221を形成し、ゲート電極33を形成してもよい。或いは、ソース電極31及びドレイン電極32を形成した後に、樹脂基板20Bに第2の凹部221を形成し、ゲート電極33を形成してもよい。或いは、ゲート電極33を形成した後に、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34を形成してもよい。
The manufacturing procedure of the
本実施形態における図5のステップS21が本発明における第1〜第2の工程の一例に相当し、本実施形態における図5のステップS22が本発明における第3の工程の一例に相当し、本実施形態における図5のステップS23が本発明における第4〜第5の工程の一例に相当する。 Step S21 in FIG. 5 in the present embodiment corresponds to an example of the first and second steps in the present invention, and step S22 in FIG. 5 in the present embodiment corresponds to an example of the third step in the present invention. Step S23 of FIG. 5 in the embodiment corresponds to an example of fourth to fifth steps in the present invention.
<<第3実施形態>>
図7は本発明の第3実施形態における薄膜トランジスタの構成を示す断面図である。
<< Third Embodiment >>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film transistor according to the third embodiment of the present invention.
本実施形態におけるTFT10Cは、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34のいずれもが樹脂基板20Cの第1の凹部214に埋め込まれている点で第1実施形態と相違するが、それ以外の構成は第1実施形態と同様である。以下に、第3実施形態におけるTFT10Cについて第1実施形態との相違点についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成である部分については同一の符合を付して説明を省略する。
The
本実施形態におけるTFT10Cは、図7に示すように、樹脂基板20Cと、この樹脂基板20Cに形成された機能性層31〜34を備えた所謂トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタである。
As shown in FIG. 7, the TFT 10 </ b> C in this embodiment is a so-called top contact type organic thin film transistor including a resin substrate 20 </ b> C and
樹脂基板20Cは、第1実施形態の樹脂基板20Aと同様のフィルムであり、その下面22に第2の凹部221が形成されている点で第1実施形態と同じであるが、その上面21に階段状の第1の凹部214が一つ形成されている点で第1実施形態と相違する。
The
本実施形態における第1の凹部214は、その下部に幅狭部215を有していると共に、当該幅狭部215よりも幅の広い幅広部216をその上部に有しており、幅狭部215と幅広部216の間には段差217が形成されている。この第1の凹部214は、第2実施形態の第1の凹部213と同様に、樹脂基板20Cの法線方向(図4におけるZ方向)から見て第2の凹部221とオーバーラップしている。
The first
本実施形態では、樹脂基板20Cの第1の凹部214の幅狭部215には、有機半導体層34が埋め込まれており、さらに、この第1の凹部214の幅広部216には、ソース電極31とドレイン電極32が埋め込まれている。
In the present embodiment, the
この際、ソース電極31は、図7に示すように、有機半導体層34と部分的に重なるように幅広部216内に形成されており、このソース電極31の上面311が、樹脂基板20Cの上面21と実質的に同一平面上に位置している。なお、TFT10Cが正常に動作するのであれば、ソース電極31の表面311が第1の凹部214内に位置してもよいし、或いは、ソース電極31の表面311が第1の凹部214からはみ出していてもよい。
At this time, as shown in FIG. 7, the
同様に、ドレイン電極32も、有機半導体層34と部分的に重なるように、幅広部216内に形成されており、このドレイン電極32の上面321が、樹脂基板20Cの上面21と実質的に同一平面上に位置している。なお、TFT10Cが正常に動作するのであれば、ドレイン電極32の上面321が第1の凹部214内に位置してもよいし、或いは、ドレイン電極32の上面321が第1の凹部214からはみ出していてもよい。
Similarly, the
このように、本実施形態では、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34を第1の凹部214内に形成することで、TFT10Cを樹脂基板20Cと同一の厚さにすることができ、TFT10Cの更なる薄化を図ることができる。また、ソース電極31やドレイン電極32の断線を抑制したり、有機半導体層34を保護することができるので、TFT10Bの信頼性向上を図ることができる。
Thus, in this embodiment, the
また、本実施形態では、ソース電極31とドレイン電極32は、幅広部315内において所定距離離れて形成されており、有機半導体層34を介して電気的に接続されている。そして、幅広部315内におけるソース電極31とドレイン電極32との間の間隙218には、封止層35が形成されている。この封止層35は、例えば樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料から構成されている。なお、この封止層35を、間隙218のみならず、ソース電極31及びドレイン電極32の上面311,321を覆うように形成してもよい。
In the present embodiment, the
一方、樹脂基板20Cの第2の凹部221には、第1実施形態と同様に、ゲート電極33が埋め込まれており、同図に示すように、このゲート電極33の表面331が、樹脂基板20Bの下面22と実質的に同一平面上に位置している。なお、TFT10Cが正常に動作するのであれば、ゲート電極33の表面331が第2の凹部221内に位置していてもよいし、或いは、ゲート電極33の表面331が第2の凹部221からはみ出していてもよい。
On the other hand, the
本実施形態では、樹脂基板20Cをゲート絶縁膜として利用し、且つ、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成すると共に、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34を第1の凹部214内に形成する。このため、第2の凹部221の深さh1と第1の凹部214の深さh2によって、樹脂基板20Cにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を制御することができる。また、ゲート電極33を第2の凹部221内に形成することで、TFT10Cの薄化を図ることもできる。
In the present embodiment, the
次に、本発明の第3実施形態におけるTFT10Cの製造方法について、図8及び図9を参照しながら説明する。 Next, the manufacturing method of TFT10C in 3rd Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG.8 and FIG.9.
図8は本発明の第3実施形態におけるTFTの製造方法を示すフローチャート、図9(a)〜図9(d)は図8の各ステップにおけるTFTの断面図であり、図9(a)は図8のステップS31におけるTFTの断面図、図9(b)は図8のステップS32におけるTFTの断面図、図9(c)は図8のステップS33におけるTFTの断面図、図9(d)は図8のステップS34におけるTFTの断面図である。 FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing method of a TFT according to the third embodiment of the present invention, FIGS. 9A to 9D are cross-sectional views of the TFT in each step of FIG. 8, and FIG. FIG. 9B is a cross-sectional view of the TFT in step S32 of FIG. 8, FIG. 9C is a cross-sectional view of the TFT in step S33 of FIG. 8, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the TFT in step S34 of FIG.
先ず、図8のステップS31において、インプリントモールド51C,52を用いて、熱インプリント法によって樹脂基板20Cの両面21,22に第1の凹部214及び第2の凹部221をそれぞれ形成する。本実施形態における上側モールド51Cは、階段状の第1の凹部214に対応した形状の凸部514を有する二段モールドである。なお、上側モールド51Cに代えて、一段モールドを2つ使用してもよい。
First, in step S31 of FIG. 8, the first
本実施形態では、熱インプリント法によって樹脂基板20Cに凹部214,221を形成するので、樹脂基板20Cにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を、例えば1[μm]以下まで薄くすることができる。なお、熱インプリント法に代えて、UVインプリント法によって、樹脂基板20Cに凹部214,221を形成してもよい。
In the present embodiment, since the
なお、本実施形態では、樹脂基板20Cの両面21,22に全ての凹部214,221を同時に形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、上側モールド51Cによって樹脂基板20Cの上面21に第1の凹部214を形成した後に、下側のモールド52によって樹脂基板20Cの下面22に第2の凹部221を形成してもよい。
In the present embodiment, all the
また、本実施形態では、インプリント法のみを用いて第1の凹部214及び第2の凹部221を形成しているが、特にこれに限定されず、インプリント法に加えて他の方法を併用して、第1の凹部214及び第2の凹部221を形成してもよい。
In the present embodiment, the
例えば、エッチング法やサンドブラスト法と、インプリント法とを組み合わせて、第1の凹部214及び第2の凹部221を形成してもよい。具体的には、先ずエッチング法やサンドブラスト法を用いて浅い凹部を予め形成し、次いでインプリント法を用いて第1の凹部214及び第2の凹部221を完成させてもよい。樹脂基板20Cにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0を高精度に制御する必要があるため、最後にインプリント法を用いて第1の凹部214及び第2の凹部221を完成させることが好ましい。
For example, the
次いで、図8のステップS32において、図9(b)に示すように、インク化した有機半導体材料72を印刷版71を用いてフレキソ印刷によって樹脂基板20Cに印刷した後に、当該有機半導体材料72をキュアさせることで、第1の凹部214の幅狭部215内に有機半導体層34を形成する。
Next, in step S32 of FIG. 8, as shown in FIG. 9B, after the
なお、樹脂基板20Cに有機半導体材料72を印刷する前に、第1の凹部214の幅狭部215の底面に自己組織化単分子膜を形成してもよい。また、有機半導体層34におけるソース電極31やドレイン電極32との接触界面にドーピング層を形成してもよい。
Note that a self-assembled monolayer may be formed on the bottom surface of the
また、本実施形態では、フレキソ印刷によって有機半導体材料72を樹脂基板20Cに印刷するが、特にこれに限定されない。フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等の他の印刷法によって、樹脂基板20Cに有機半導体材料72を印刷してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the organic-
また、本実施形態では、印刷法を用いて有機半導体層34を形成したが、特にこれに限定されない。例えば、印刷法に代えて、真空蒸着法、スピン塗布法、スパッタリング法、化学蒸着法(CVD法)等を用いて、有機半導体層34を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the organic-
次いで、図8のステップS33において、図9(c)に示すように、印刷版61,62を用いてフレキソ印刷によって樹脂基板20Bに導電性インク63を印刷する。これにより、樹脂基板20Cの第1の凹部214の幅広部216内にソース電極31及びドレイン電極32が形成されると共に、当該樹脂基板20Cの第2の凹部221内にゲート電極33が形成される。
Next, in step S33 of FIG. 8, as shown in FIG. 9C, the
具体的には、上側の印刷版61の凸部611,612に付着した導電性インク63を樹脂基板20Cの第1の凹部214の幅広部216内に転写すると共に、下側の印刷版62の凸部621に付着した導電性インク63を樹脂基板20Cの第2の凹部221に転写した後に、当該転写された導電性インク63をキュアさせることで、全ての電極31〜33を同時に形成する。この際、ソース電極31及びドレイン電極32が有機半導体層34とそれぞれ部分的に重なるように、導電性インク63を第1の凹部214の幅広部216に印刷する。なお、必要に応じて、全ての電極31〜33の形成後に、樹脂基板20Cの両面21,22を洗浄したり研磨してもよい。樹脂基板20Cの両面21,22を研磨することによって、TFT10Cの薄化や平坦化を図ることができる。
Specifically, the
なお、本実施形態では、フレキソ印刷によって導電性インク63を樹脂基板20Cに印刷しているが、特にこれに限定されない。フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等の他の印刷法によって、樹脂基板20Cに導電性インクを印刷してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、樹脂基板20Cの全ての電極31〜33を同時に形成しているが、特にこれに限定されない。例えば、上側の印刷版61によってソース電極31とドレイン電極32を印刷した後に、下側の印刷版62によってゲート電極33を印刷してもよい。或いは、ソース電極31とドレイン電極32を別々の印刷版で印刷してもよい。
Moreover, in this embodiment, although all the electrodes 31-33 of 20 C of resin substrates are formed simultaneously, it is not specifically limited to this. For example, after the
また、本実施形態では、印刷法を用いて電極31〜33を形成したが、特にこれに限定されない。例えば、印刷法に代えて、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法)、無電解めっき法、或いは電解めっき法、またはそれらの手法を組み合わせることによって電極31〜33を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the electrodes 31-33 were formed using the printing method, it is not limited to this in particular. For example, instead of the printing method, the
次いで、図8のステップS34において、図9(d)に示すように、印刷版81を用いてフレキソ印刷によってソース電極31とドレイン電極32の間に間隙218に樹脂材料82を印刷してキュアさせることで、封止層35を形成する。
Next, in step S34 of FIG. 8, as shown in FIG. 9D, the
なお、フレキソ印刷に代えて、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等の他の印刷法や、真空蒸着法、スピン塗布法、スパッタリング法、化学蒸着法(CVD法)等の印刷法以外の方法を用いて、封止層35を形成してもよい。
Instead of flexographic printing, for example, other printing methods such as gravure printing, offset printing, ink jet printing, screen printing, printing such as vacuum deposition, spin coating, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), etc. The
以上のように、本実施形態では、樹脂基板20Cをゲート絶縁膜として利用し、且つ、ゲート電極33第1の凹部221内に形成すると共に、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34を第1の凹部214内に形成する。このため、樹脂基板20Cを厚くしても、樹脂基板20Cにおいてゲート絶縁膜として機能する部分の厚さh0によって、TFT10Cの駆動電圧を制御することができるので、TFT10Cの取扱い容易性の低下を防止しつつ駆動電圧の増加を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、TFT10Cの製造手順は上記に特に限定されない。例えば、有機半導体層34を形成した後に、樹脂基板20Cに第2の凹部221を形成し、ゲート電極33を形成してもよい。或いは、ソース電極31及びドレイン電極32を形成した後に、樹脂基板20Cに第2の凹部221を形成し、ゲート電極33を形成してもよい。或いは、ゲート電極33を形成した後に、ソース電極31、ドレイン電極32、及び有機半導体層34を形成してもよい。
The manufacturing procedure of the
本実施形態における図8のステップS31が本発明における第1〜第2の工程の一例に相当し、本実施形態における図8のステップS32が本発明における第3の工程の一例に相当し、本実施形態における図8のステップS33が本発明における第4〜第5の工程の一例に相当する。 Step S31 in FIG. 8 in the present embodiment corresponds to an example of the first and second steps in the present invention, and step S32 in FIG. 8 in the present embodiment corresponds to an example of the third step in the present invention. Step S33 of FIG. 8 in the embodiment corresponds to an example of fourth to fifth steps in the present invention.
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
10A〜10C…TFT
20A〜20C…樹脂基板
21…上面
211〜214…第1の凹部
22…下面
221…第2の凹部
31…ソース電極
32…ドレイン電極
33…ゲート電極
34…有機半導体層
51A〜51C,52…インプリントモールド
61,62,71…印刷版
63…導電性インク
72…有機半導体材料
10A-10C ... TFT
20A to 20C:
Claims (10)
絶縁性基板の第1の主面に一対の第1の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第1の工程と、
前記絶縁性基板において前記第1の主面とは反対側の第2の主面に第2の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第2の工程と、
一方の前記第1の凹部内にソース電極を形成すると共に、他方の前記第1の凹部内にドレイン電極を形成する第3の工程と、
前記第2の凹部内にゲート電極を形成する第4の工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極のそれぞれと部分的に重なるように半導体層を前記第1の主面上に形成する第5の工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
A first step of forming a pair of first recesses on the first main surface of the insulating substrate using at least an imprint method;
A second step of forming a second recess at least on the second main surface opposite to the first main surface in the insulating substrate by using an imprint method;
Forming a source electrode in one of the first recesses and forming a drain electrode in the other first recess;
A fourth step of forming a gate electrode in the second recess;
And a fifth step of forming a semiconductor layer on the first main surface so as to partially overlap each of the source electrode and the drain electrode.
前記第3の工程は、
前記ソース電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ソース電極を形成することと、
前記ドレイン電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ドレイン電極を形成することと、を含み、
前記4の工程は、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ゲート電極を形成することを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1,
The third step includes
Forming the source electrode such that a surface of the source electrode is substantially coplanar with the first main surface;
Forming the drain electrode such that the surface of the drain electrode is substantially coplanar with the first main surface,
4. The method of manufacturing a thin film transistor, wherein the step 4 includes forming the gate electrode so that a surface of the gate electrode is located substantially on the same plane as the second main surface.
絶縁性基板の第1の主面に第1の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第1の工程と、
前記絶縁性基板において前記第1の主面とは反対側の第2の主面に第2の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第2の工程と、
前記第1の凹部内に半導体層を形成する第3の工程と、
前記半導体層と部分的に重なるようにソース電極を前記第1の主面上に形成すると共に、前記半導体層と部分的に重なるようにドレイン電極を前記第1の主面上に形成する第4の工程と、
前記第2の凹部内にゲート電極を形成する第5の工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
A first step of forming a first recess at least on the first main surface of the insulating substrate using an imprint method;
A second step of forming a second recess at least on the second main surface opposite to the first main surface in the insulating substrate by using an imprint method;
A third step of forming a semiconductor layer in the first recess;
A source electrode is formed on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer, and a drain electrode is formed on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer. And the process of
And a fifth step of forming a gate electrode in the second recess.
前記第3の工程は、前記半導体層の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記半導体層を形成することを含み、
前記第5の工程は、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ゲート電極を形成することを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method of manufacturing a thin film transistor according to claim 3,
The third step includes forming the semiconductor layer such that a surface of the semiconductor layer is substantially flush with the first main surface;
The fifth step includes forming the gate electrode so that the surface of the gate electrode is positioned substantially on the same plane as the second main surface. .
幅狭部及び幅広部を有する第1の凹部を絶縁性基板の第1の主面に少なくともインプリント法を用いて形成する第1の工程と、
前記絶縁性基板において前記第1の主面とは反対側の第2の主面に第2の凹部を少なくともインプリント法を用いて形成する第2の工程と、
前記幅狭部内に半導体層を形成する第3の工程と、
前記半導体層と部分的に重なるようにソース電極を前記幅広部内に形成すると共に、前記半導体層と部分的に重なるようにドレイン電極を前記幅広部内に形成する第4の工程と、
前記第2の凹部内にゲート電極を形成する第5の工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
Forming a first recess having a narrow portion and a wide portion on the first main surface of the insulating substrate by using at least an imprint method;
A second step of forming a second recess at least on the second main surface opposite to the first main surface in the insulating substrate by using an imprint method;
A third step of forming a semiconductor layer in the narrow portion;
Forming a source electrode in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer, and forming a drain electrode in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer;
And a fifth step of forming a gate electrode in the second recess.
前記第4の工程は、
前記ソース電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ソース電極を形成することと、
前記ドレイン電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ドレイン電極を形成することと、を含み、
前記第5の工程は、前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置するように、前記ゲート電極を形成することを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method of manufacturing a thin film transistor according to claim 5,
The fourth step includes
Forming the source electrode such that a surface of the source electrode is substantially coplanar with the first main surface;
Forming the drain electrode such that the surface of the drain electrode is substantially coplanar with the first main surface,
The fifth step includes forming the gate electrode so that the surface of the gate electrode is positioned substantially on the same plane as the second main surface. .
前記第1の凹部内に形成された半導体層と、
前記半導体層と部分的に重なるように前記第1の主面上に形成されたソース電極と、
前記半導体層と部分的に重なるように前記第1の主面上に形成されたドレイン電極と、
前記第2の凹部内に形成されたゲート電極と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタ。 An insulating substrate having a first main surface on which a first recess is formed, and a second main surface on the opposite side of the first main surface and on which a second recess is formed;
A semiconductor layer formed in the first recess;
A source electrode formed on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer;
A drain electrode formed on the first main surface so as to partially overlap the semiconductor layer;
A thin film transistor comprising: a gate electrode formed in the second recess.
前記半導体層の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置しており、
前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置していることを特徴とする薄膜トランジスタ。 The thin film transistor according to claim 7,
The surface of the semiconductor layer is substantially coplanar with the first main surface;
A thin film transistor, wherein a surface of the gate electrode is located substantially on the same plane as the second main surface.
前記幅狭部内に形成された半導体層と、
前記半導体層と部分的に重なるように前記幅広部に形成されたソース電極と、
前記半導体層と部分的に重なるように前記幅広部に形成されたドレイン電極と、
前記第2の凹部内に形成されたゲート電極と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタ。 A first main surface on which a first recess having a narrow portion and a wide portion is formed; and a second main surface on the opposite side of the first main surface and on which a second recess is formed. An insulating substrate having,
A semiconductor layer formed in the narrow portion;
A source electrode formed in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer;
A drain electrode formed in the wide portion so as to partially overlap the semiconductor layer;
A thin film transistor comprising: a gate electrode formed in the second recess.
前記ソース電極の表面が前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置しており、
前記ドレイン電極の表面も前記第1の主面と実質的に同一平面上に位置しており、
前記ゲート電極の表面が前記第2の主面と実質的に同一平面上に位置していることを特徴とする薄膜トランジスタ。 The thin film transistor according to claim 9,
The surface of the source electrode is substantially coplanar with the first main surface;
The surface of the drain electrode is also located substantially on the same plane as the first main surface,
A thin film transistor, wherein a surface of the gate electrode is located substantially on the same plane as the second main surface.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017056720A1 (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 日本写真印刷株式会社 | Active element, and active element production method |
-
2012
- 2012-03-29 JP JP2012075685A patent/JP2013207138A/en active Pending
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